DE102010008890B4 - Engine cylinder head cooling features and methods of training - Google Patents
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Abstract
Verfahren, das umfasst:Gießen eines Zylinderkopfs (14, 16) mit einem integrierten eingegossenen Auslasskrümmer (26), der einen Zwischenabgasdurchgang (40) in Fluidverbindung mit Auslasskanälen (38) und einen Abgasauslassdurchgang (42) in Fluidverbindung mit dem Zwischenabgasdurchgang (40) definiert, wobei der gegossene Zylinderkopf (14, 16) einen Kühlmittelhohlraum (28) umfasst, um ein Kühlfluid aufzunehmen, wobei der Kühlmittelhohlraum (28) einen ersten und einen zweiten Abschnitt (46, 48) umfasst, die sich um einen äußeren Umfang des Abgasauslassdurchgangs (42) erstrecken und durch eine erste eingegossene Wand (60) voneinander getrennt sind;maschinelles Bearbeiten der ersten eingegossenen Wand (60), um eine Fluidverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt (46, 48) des Kühlmittelhohlraums (28) zu schaffen, und Ausbilden eines ersten Kühlmitteldurchgangs um den äußeren Umfang des Abgasauslassdurchgangs (42), gekennzeichnet durchEinsetzen eines maschinellen Bearbeitungswerkzeugs (64, 66) in einen eingegossenen zweiten Kühlmitteldurchgang (52), der sich durch eine untere Oberfläche (58) des Zylinderkopfs (14, 16) und in den zweiten Abschnitt (48) des Kühlmittelhohlraums (28) erstreckt, vor dem maschinellen Bearbeiten, wobei der zweite Kühlmitteldurchgang (52) eine Fluidverbindung zwischen dem Kühlmittelhohlraum (28) und einer Kühlfluidzufuhr schafft; undmaschinelle Bearbeiten einer zweiten eingegossenen Wand (62) im Zylinderkopf (14, 16), wobei sich die zweite eingegossene Wand (62) zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt (46, 48) des Kühlmittelhohlraums (28) entlang des äußeren Umfangs des Abgasauslassdurchgangs (42) erstreckt, wobei der erste Kühlmitteldurchgang einen durchgehenden Fluidpfad um den äußeren Umfang des Abgasauslassdurchgangs (42) nach dem maschinellen Bearbeiten der zweiten eingegossenen Wand (62) schafft.A method comprising: casting a cylinder head (14, 16) having an integral cast-in exhaust manifold (26) defining an intermediate exhaust passage (40) in fluid communication with exhaust passages (38) and an exhaust exhaust passage (42) in fluid communication with the intermediate exhaust passage (40) wherein the cast cylinder head (14, 16) includes a coolant cavity (28) for receiving a cooling fluid, the coolant cavity (28) including first and second portions (46, 48) extending around an outer periphery of the exhaust gas outlet passage ( 42) and are separated by a first potted wall (60); machining the first potted wall (60) to provide fluid communication between the first and second sections (46, 48) of the coolant cavity (28), and Forming a first coolant passage around the outer periphery of the exhaust gas outlet passage (42) characterized by employing a machining center articles (64, 66) in a cast second coolant passage (52) extending through a lower surface (58) of the cylinder head (14, 16) and into the second portion (48) of the coolant cavity (28) prior to machining wherein the second coolant passage (52) provides fluid communication between the coolant cavity (28) and a supply of cooling fluid; andmachining a second potted wall (62) in the cylinder head (14, 16), the second potted wall (62) extending between the first and second portions (46, 48) of the coolant cavity (28) along the outer perimeter of the exhaust outlet passage ( 42), the first coolant passage creating a continuous fluid path around the outer periphery of the exhaust gas outlet passage (42) after machining the second cast wall (62).
Description
GEBIETAREA
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Zylinderkopfs.The present disclosure relates to a method of manufacturing a cylinder head.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit, die nicht unbedingt Stand der Technik bilden.This section provides background information relating to the present disclosure that does not necessarily constitute prior art.
Motoranordnungen können einen Zylinderkopf mit einem eingegossenen integrierten Auslasskrümmer umfassen. Auslasskrümmer, die einteilig mit einem Zylinderkopf ausgebildet sind, können einen Abgasauslass umfassen, der näher an den Auslasskanälen des Zylinderkopfs angeordnet ist als bei herkömmlichen Auslasskrümmern. Die größere Nähe des Abgasauslasses zu den Auslasskanälen kann dazu führen, dass am Abgasauslass höhere Temperaturen auftreten. Diese höheren Temperaturen können zu erhöhten Wärmebelastungen, die auf den Auslasskrümmer aufgebracht werden, und sogar zum Schmelzen von Bereichen des Auslasskrümmers wie z. B. des Auslassflansches führen. Während dieser Hochtemperaturbedingungen können Abschnitte des Auslassflansches, die Schraubenlöcher definieren, weich werden, was den abgedichteten Eingriff zwischen dem Auslassflansch und einer anderen Komponente wie z. B. einem Turboladerkrümmer verringert.Engine assemblies may include a cylinder head with a molded integral exhaust manifold. Exhaust manifolds that are formed in one piece with a cylinder head can include an exhaust gas outlet that is arranged closer to the exhaust ports of the cylinder head than in conventional exhaust manifolds. The greater proximity of the exhaust gas outlet to the outlet ducts can lead to higher temperatures occurring at the exhaust gas outlet. These higher temperatures can result in increased thermal stresses being applied to the exhaust manifold and even melting of areas of the exhaust manifold such as e.g. B. lead the outlet flange. During these high temperature conditions, portions of the outlet flange that define screw holes can soften, which can result in the sealed engagement between the outlet flange and another component such as a screwdriver. B. reduced a turbocharger manifold.
Aus
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren zum Herstellen eines Zylinderkopfs mit einem eingegossenen integrierten Auslasskrümmer anzugeben.It is the object of the invention to provide a simple method for producing a cylinder head with a cast-in integrated exhaust manifold.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved by a method with the features of claim 1.
Ein Verfahren zum Ausbilden eines Zylinderkopfs kann das Gießen des Zylinderkopfs so, dass er einen integrierten eingegossenen Auslasskrümmer umfasst, umfassen. Der integrierte eingegossene Auslasskrümmer kann einen Zwischenabgasdurchgang in Fluidverbindung mit Auslasskanälen und einen Abgasauslassdurchgang in Fluidverbindung mit dem Zwischenabgasdurchgang definieren. Der Gusszylinderkopf kann einen Kühlmittelhohlraum umfassen, um ein Kühlfluid aufzunehmen. Der Kühlmittelhohlraum kann einen ersten und einen zweiten Abschnitt umfassen, die sich um einen äußeren Umfang des Abgasauslassdurchgangs erstrecken und durch eine erste eingegossene Wand voneinander getrennt sind. Das Verfahren kann ferner das maschinelle Bearbeiten der ersten eingegossenen Wand umfassen, um eine Fluidverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Kühlmittelhohlraums zu schaffen. Die maschinelle Bearbeitung der ersten eingegossenen Wand kann einen ersten Kühlmitteldurchgang ausbilden, der durch den ersten und den zweiten Abschnitt des Kühlmittelhohlraums und den maschinell bearbeiteten Durchgang um den äußeren Umfang des Abgasauslassdurchgangs erzeugt wird.One method of forming a cylinder head may include casting the cylinder head to include an integral cast-in exhaust manifold. The integral molded exhaust manifold may define an intermediate exhaust passage in fluid communication with exhaust passages and an exhaust exhaust passage in fluid communication with the intermediate exhaust passage. The cast cylinder head may include a coolant cavity to receive a cooling fluid. The coolant cavity may include first and second portions that extend around an outer perimeter of the exhaust outlet passage and are separated from one another by a first molded wall. The method may further include machining the first potted wall to create fluid communication between the first and second portions of the coolant cavity. The machining of the first potted wall may form a first coolant passage created by the first and second portions of the coolant cavity and the machined passage around the outer periphery of the exhaust outlet passage.
Ein Gusszylinderkopf kann einen Auslasskanal, einen Auslasskrümmer und einen Kühlmittelhohlraum umfassen. Der Auslasskrümmer kann mit dem Auslasskanal in Fluidverbindung stehen. Der Auslasskrümmer kann einen Abgasauslassdurchgang und einen Zwischenabgasdurchgang definieren, der eine Fluidverbindung zwischen dem Auslasskanal und dem Abgasauslassdurchgang schafft. Der Kühlmittelhohlraum kann einen ersten und einen zweiten Abschnitt umfassen, die sich um einen äußeren Umfang des Abgasauslassdurchgangs erstrecken. Der erste und der zweite Abschnitt können über einen ersten maschinell bearbeiteten Durchgang miteinander in Fluidverbindung stehen.A cast cylinder head may include an exhaust passage, an exhaust manifold, and a coolant cavity. The exhaust manifold can be in fluid communication with the exhaust port. The exhaust manifold may define an exhaust exhaust passage and an intermediate exhaust passage that provides fluid communication between the exhaust passage and the exhaust exhaust passage. The coolant cavity may include first and second portions that extend around an outer periphery of the exhaust outlet passage. The first and second sections may be in fluid communication with one another via a first machined passageway.
Der erste und der zweite Abschnitt des Kühlmittelhohlraums können um einen gesamten äußeren Umfang des Abgasauslassdurchgangs miteinander in Fluidverbindung stehen.The first and second portions of the coolant cavity may be in fluid communication with one another around an entire outer periphery of the exhaust gas outlet passage.
Weitere Anwendungsgebiete werden aus der hier gegebenen Beschreibung ersichtlich. Die Beschreibung und die spezifischen Beispiele in dieser Zusammenfassung sind nur für Erläuterungszwecke bestimmt und sollen den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung nicht begrenzen.Further areas of application are evident from the description given here. The description and specific examples in this summary are intended for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present disclosure.
FigurenlisteFigure list
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur Erläuterungszwecken und sollen den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung keineswegs begrenzen.
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1 ist eine schematische Darstellung einer Motoranordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung; -
2 ist eine perspektivische Ansicht des Zylinderkopfs des Motors von1 ; -
3 ist eine fragmentarische Schnittansicht des Zylinderkopfs von2 in einem ersten Zustand; -
4 ist eine fragmentarische Schnittansicht des Zylinderkopfs von2 und eines ersten Werkzeugs; -
5 ist eine fragmentarische Schnittansicht des Zylinderkopfs von2 und eines zweiten Werkzeugs; und -
6 ist eine fragmentarische Schnittansicht des Zylinderkopfs von2 in einem zweiten Zustand.
-
1 Figure 3 is a schematic illustration of an engine assembly in accordance with the present disclosure; -
2 FIG. 13 is a perspective view of the cylinder head of the engine of FIG1 ; -
3 FIG. 13 is a fragmentary sectional view of the cylinder head of FIG2 in a first state; -
4th FIG. 13 is a fragmentary sectional view of the cylinder head of FIG2 and a first tool; -
5 FIG. 13 is a fragmentary sectional view of the cylinder head of FIG2 and a second tool; and -
6th FIG. 13 is a fragmentary sectional view of the cylinder head of FIG2 in a second state.
Entsprechende Bezugszeichen geben in den ganzen verschiedenen Ansichten der Zeichnungen entsprechende Teile an.Corresponding reference characters indicate corresponding parts throughout the several views of the drawings.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Beispiele der vorliegenden Offenbarung werden nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen vollständiger beschrieben. Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, die Anwendung oder die Verwendungen nicht begrenzen.Examples of the present disclosure will now be described more fully with reference to the accompanying drawings. The following description is merely exemplary in nature and is not intended to limit the present disclosure, application, or uses.
In
Die Motoranordnung
Der erste und der zweite Zylinderkopf
Wie in
Wie in
Ein erster Durchgang
Die Ausdehnung des Kühlmittelhohlraums
Um die erste und die zweite Wand
In
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